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华师大版九下 6.3核能的开发和放射性防护 教学设计
学习目标 知识与技能：1.了解放射性和放射性元素；2. 核裂变和聚变技术，目前的核电站使用的核裂变技术；3.知道核电站的核心是核反应堆4.了解放射性的应用与防护过程与方法：培养学生分析问题、解决实际问题的能力及查阅资料获取信息的能力情感、态度与价值观目标：1. 了解我国的核电站现状，增强对学生的爱国情怀；2. 了解核聚变技术对根本解决能源问题的意义，树立服务祖国的历史使命感。
重点 核裂变及核反应堆
难点 核电站运行原理
教 学 设 计
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
导入新课 复习导入：什么是常规能源？什么是新能源？核能的新能源，它是怎么获得的？图片展示引出课题：什么是放射性？什么物质会发出放射线？ 回顾、回答、思考 引入新课
讲授新课 一、放射性和放射性元素引导学生阅读教材P152相关内容，了解放射性及放射性元素：讲述三种放射线：带正电的α射线 ：高能氦核流带负电的β射线：高能电子流电中性的γ射线：高能电磁波图片展示三种放射线的不同穿透能力：穿透力最强的是γ射线，其次是β射线，最弱的是α射线。二核能和核能的释放 引导学生阅读教材P153相关内容：交流讨论，重点解决下列问题：1、什么是核能？2、获取核能的途径是什么？师生一起解决：核能是原子核变化时释放出来的能量。原子核有两种变化：裂变和聚变获得核能的两条途径：重核裂变、轻核聚变1、核裂变的特点：用中子轰击铀核时，发现铀核吸收中子后分裂成两个中等质量的原子核，同时释放出巨大的能量。裂变的应用：（1）原子弹：原子核裂变的链式反应不加限制，在短时间内放出巨大的能量，就会发生猛烈爆炸。（2）核反应堆：可控制地进行核反应的装置。核电站的工作原理。引导学生阅读科学家小传，了解爱因斯坦的历史故事2、轻核聚变：较轻的原子核结合成较重的原子核时，释放出巨大的能量。氢弹的原理：聚变。（目前还不能加以控制）阅读材料中相关的热核反应及太阳能来源于其内部的热核反应阅读：了解我国的原子弹、氢弹的发展历程。3、核电站阅读教材P157，重点了解以下问题：1、核电站的核心装置2、核反应堆的工作原理3、核电站的安全防护师生一起解决：核电站的核心：核反应堆核电站的原理：可控制的重核裂变核电站工作时的能量转化：核能→内能→机械能→电能安全防护：核反应中两个循环水回路可防止核反应堆中的放射性被水流带出。阅读小资料：秦山核电站、核电站的优越性两个材料讨论：关于我国是否应该大力发展核电站？ 了解三种射线，观察并了解其不同的穿透能力阅读、合作、思考、表达仔细观察图片，了解裂变及链式反应掌握阅读、交流，掌握原子核裂变的应用 阅读、了解、阅读、了解阅读、交流思考、交流、表达 阅读并提取有用知识了解三种射线的特点及特征阅读、交流发表观点，小组参与学习掌握裂变及其应用了解物理学史形成爱国、爱科学的情怀知道防护的重要性及主要措施提升民族自豪感，增强爱国情怀提高思考能力，学会倾听与表达
课堂练习 1、下列关于原子核聚变的说法不正确的是（ ）A.任何两个原子核都可以发生聚变 B.原子核必须在超高温下才能发生聚变C.大量的氢原子核聚变时释放出惊人的能量 D.目前人类还不能有效控制原子核聚变2、下列关于核能的说清错误的是（ ）A.核电站是利用核能来发电的 B.核反应堆中发生的是链式反应C.核电站发生泄漏时会对人和生物造成伤害 D.核废料不会对环境造成污染3、下列对原子弹和氢弹的说法正确的是（ ）A.核反应堆中发生的链式反应是不可控制的 B.核能只能用来制造原子弹和氢弹C.用混凝土封存核反应堆是防止核泄漏的方法之一 D.氢弹爆炸是利用核裂变放出巨大能量的4、下列关于核电站的说法错误的是（ ）A.能量转化过程：核能→内能→机械能→电能 B.核反应堆中发生的是不可控的链式反应C.核燃料也会对环境造成污染 D.核电站应加强核泄漏的防护5、核电站建成的关键是（ ）A.能有效控制核反应 B.核反应产生大量的热C.原子可以重新组合成新的分子 D.核反应放出的射线对人畜无害6、下列是核电站工作流程图，关于各装置的能量转化，正确的是（ ）核反应堆→蒸气轮机→发电机→应用：电采暖A.核反应堆：核能转化为机械能 B.蒸汽轮机：机械能转化为内能C.发电机：机械能转化为电能 D.应用：电能转化为机械能7、电影《流浪地球》中涉及许多我们学过的科学知识，以下观点正确的是（ ）A.在太阳内部，发生核裂变产生光和热 B.地球发动机喷射燃气推动地球前进，说明物体力的作用是相互的C.关闭地球发动机后地球仍级向前运动，这是由于受到惯性的作用D.开启地球发动机使地球加速前进的过程中机械能守恒（参考答案：1、A 2、D 3、C 4、B 5、A 6、C 7、B ） 习题训练 知识应用与理解
课堂小结 1、放射性元素自发放出的三种射线分别是：α射线、β射线和 γ射线。其中射线是带正电的高能氦核流；射线是带负电的高能电子流；射线是电中性的高能电磁波。2、射线具有高能量，能贯穿物体。穿透力由强到弱是γ射线、β射线、α射线。3、原子核在转变过程中所释放的能，叫做核能。 4、释放核能的途径有重核裂变和轻核聚变。 5、利用重核裂变可制成原子弹，利用轻核聚变可制成氢弹。目前，核电站所采用的都是可控的重核裂变技术。 6、核电站的核心是核反应堆。 7、核电站中能量的转化：核能→热能→机械能→电能 知识小结 总结归纳
21清风明月(共33张PPT)
第6章能源与社会
6.3 核能的开发和放射性防护
华师大版˙九下
在日常生活中，我们常常听说有些建筑材料，如花岗石、大理石等天然石材， 会有放射性，用它建造房屋，对居住在里面的人会有危害；我们也知道，患有某 些癌症的病人，可以利用某种放射线，把癌细胞杀死。
那么什么是放射性？什么 样的物质会发出放射线呢？
一、放射性和放射性元素
1、放射性
铀（U）、钋（Po）、镭（Ra）等元素某些能够自发地放出放射线，元素的这种特性叫放射性。
2、放射性元素
能够自发地放出穿透性很强射线的元素，称为放射性元素。
如，镭、铀、钋等元素都是放射性元素。
3、射线
放射性元素在衰变或裂变时会放出能量很高的粒子流，这些粒子流称为射线。
常见的射线有三种：α射线、β射线和γ射线。
4、放射线的实质：
α射线：带正电的高能氦核流；
β射线：带负电的高能电子流；
γ射线：电中性的高能电磁波。
注意：
原子核在裂变时会放出速度很大的中子流和原子核碎片流。
在日本福岛核电站事故中经常提到的131 I（碘—131），就是原子核碎片。
5、不同的放射线的穿透力不同：
穿透力由强到弱顺序排列：
γ射线＞β射线＞α射线
所以，核电站的核反应堆外围要用到很
厚的混凝土墙作为安全壳。
秦山核电站外观
二、核能和核能的释放
（一）核能
1、原子核在转变过程中所释放的能，叫做原子核能，简称为核能。
2、原子核在分裂或结合时都会释放核能。
3、核能释放出来的能量比化学反应释放的化学能更巨大。
（二）释放核能的途径：
重核裂变、轻核聚变
1、重核裂变（链式反应）
由质量较大的原子核，分裂成质量中等的原子核，并释放巨大能量的一种核反应形式。
实验室中，一般用中子去轰击铀核，使之发生核裂变，获得核能。
（2）重核裂变的发现：
1938年德国科学家哈恩等人用中子轰击铀核 时，发现铀核吸收中子后，分裂成了两个中等质量的原子核（氪-92与钡-141）， 同时释放出巨大的能量。人们把这个现象叫做重核的裂变。
约里奥—居里等科学家很快又在实验中证 明，每次铀核裂变还会放射出 2～3个中子来。如果其中 2个中子又击中另外 2个 铀核，它们分裂后又会放出 4～6个中子来。这样，由中子引起的裂变铀核由 2变 4，4变 8……越来越多，释放出的能量也就越来越大，这种链锁式的铀核裂变反 应称为链式反应。
（3）重核裂变的应用
不控制链式反应速度
控制链式反应速度
原子弹
（核武器）
核反应堆（和平利用）
核电站
重核裂变应用
阿尔伯特·爱因斯坦：犹太人，一代 科学巨匠，
20世纪最伟大的物理学家。
爱因斯坦在科学上的主要贡献是在相对论与量
子论这两个方面。相对论完全由他独立创 立。在量
子论的创立中，他也做出了重要的贡献。正是因为
他对光电效应的理论解释，获得了 1921年的诺贝尔
物理学奖。创立相对论是爱因斯坦最重要的贡献。
爱因斯坦的相对论成为现代物理学的基础理论之一，
至今还没有一个 实验与相对论结论相违背。
作为一个 科学家，爱因斯坦在诸多领域做出了里程碑式的贡献；作为一个思想家，他留下了许多启迪人们 思想的精神财富；作为一个争取自由与和平的战士，他对邪恶势力展开了不懈的斗争。他是在许 多方面都值得我们学习的一位伟人。
2、轻核聚变
（1）轻核聚变：
由质量较小的原子核，结合成质量稍大的原子核，并释放巨大能量的一种核反应形式。
（2）核聚变的条件：
轻核聚变在超高温、超高压下才能发生。
（3）核聚变的能量：
轻核聚变释放的能量更巨大。
（4）自然界中的核聚变：
太阳内部正发生着热核反应。
轻核聚变，目前还不可控。
氢 弹
（核武器）
威力更大
（5）到目前为止，人们还未找到实用的控制核聚变反应的方法。所以还不能做 到和平利用核聚变的能量。
3、原子弹和氢弹的制作原理比较：
（1）原子弹：重核裂变
原子核裂变的链式反应不加限制，形成雪崩式的裂变反应，在短时间内放出巨大的能量，而发生猛烈的爆炸。
（2）氢 弹：轻核聚变
原子核聚变的热核反应不加限制，在短时间内放出巨大的能量，而发生猛烈的爆炸。
1960年中国科学院建立了原子能研究所，党 中央调集了我
国钱三强、朱光亚、陈能宽、程开甲、 王淦昌、邓稼先、周光召
与王承书等一大批优秀科 学家进行研究。
研制原子弹的浩大工程，在一无具体资料、二无大型电子计
算机的极其艰苦的条件下，完全靠科学家们扎实的基础理论功底，
高度的爱国热情，硬是用手摇计算机进行繁重而大量的计算工作，
加班加点，仅用了一个月，反复计算39次，纠正了外国专家的错
误结论，精确模拟出了原子弹爆炸的全过程，制定出了我国第一
颗原子弹的设计方案。又经过我国科学家及工程技术人员的艰苦
奋斗，进行了无数次的实验，攻克了一个又一个难关，终于成功
造出了原子弹。
1964年10月16日，我国第一颗原子弹试验爆 炸成功。这是
独立自主，艰苦奋斗精神的胜利。这一天是中国人民扬眉吐气的
日子。
第一颗原子弹试爆成功后，我国科学家与工程 技术人员又马不停蹄地继续进行氢弹的研制工作。
1967年6月17日，我国又成功试爆了第一颗氢弹。 从第一颗原子弹到第一颗氢弹，两次爆炸仅隔两年 零8个月时间。而美国用了7年，苏联用了4年，英国用了5年，法国则用了8年。氢弹爆炸的成功，说 明我国核技术水平已经位居世界前列。
我国研制原子弹与氢弹完全是为了巩固国防， 不受他国
的核威胁。从第一颗原子弹爆炸之日起， 我国政府就一再重
申，在任何时候，任何情况下，我国都不会首先使用核武器，
也绝不对无核武器国家使用或威胁使用核武器。1996 年7月29
日，我国政府郑重宣布，从1996年7月30日起中国开始暂停核
试验。同时 向世界各国，特别是有核武器国家呼吁实现无核
武器的世界，确保各国共享和平、安 全、稳定与繁荣。
三、核电站
1、核反应堆：
对中子数量及能量释放速度进行控制，使核反应在人为控制情况下发生的装置。
2、核电站的核心：核反应堆
视频：核电站原理
（点击图片播放）
4、核电站的能量转换
核能 → 热能 → 机械能 → 电能
循环水回路中的一回路
循环水回路中的二回路
5、核电站的安全防护：
防护墙
我国浙江省海盐县风景秀丽的海边有一道亮丽的人工风景线——秦山核电站。 秦山核电站是我国依靠自己的力量设计、建造和运营管理的第一座核电站。秦山 核电站一期工程于1985年3月开工，1991年12月首次并网发电，1994年4月投入商业 运行，1995年7月通过国家验收。秦山核电站一期工程的建成使我国成为继美、英、 法、苏联、加拿大、瑞典之后世界上第七个能够自行设计、建造核电站的国家。 秦山核电站一期工程装机容量为3×105 kW，它竣工后又开始了二期和三期工程 的建设。秦山核电站二期工程的1号机组已在2002年4月15日投入商业运行，比计 划提前了47天；三期工程的1号机组也在2002年底前投入了商业运行。秦山核电站 对于缓解我国华东地区的用电紧张发挥了有效的作用。 秦山核电站最引人注目的是有十几层楼高呈圆柱形球状屋顶的建筑，称为安全 壳厂房。安全壳厂房的外壳厚约1 m，用预应力钢筋混凝土浇筑制成；在外壳内是 一层用钢板拼接而成的内壳，核反应堆则安装在内壳的中央。
为了防止核反应堆中 的放射性物质外泄污染环境，整个厂房被密封。 秦山核电站一期和二期工程的核反应堆都采用压水反应堆，三期工程则采用了 更先进的重水反应堆。重水反应堆采用天然铀作核燃料，可以进行不停堆换料；用 重水作慢化剂和冷却剂，可以大量生产同位素。 秦山核电站具有很高的安全性，经专家测试，每年的辐照量只有1～2毫雷姆 （国际标准为5毫雷姆），相当于经常看电视受到的辐照量，对人体无影响。
四、放射性的应用与防护
1、放射性的应用
（1）工业上应用：
利用放射线的穿透物体的本领，来检测控制钢板或纸张的厚 度，也可以检查金属内部的砂眼及裂缝。
（2）农业上应用：
通过放射线照射种子，使 种子发生变异，培育出优良品种，使农业增产。
（3）医疗卫生上应用：
利用射线可 以检查和治疗恶性肿瘤。
这是因为放射线有很高的能量，可以使生物细胞
内的水分子、DNA分子分解，使癌细胞不再分裂、繁
殖，从而起到抑制、消除 肿瘤病灶的作用。
2、放射性的防护
长期过量的放射线照射对人体是有害的。
防护：
（1）在需要利用放射线的地方，如医 院、实验室，必须用铅玻璃、铅板等把放射性物质与人体隔开。
（2）严格管理放射源， 不允许非专业人员接触放射源。
（3）防止放射性物质泄漏，以避免污染环境。
除了核电、医用核设施外，燃煤、大理石、夜光
珠等也都具有放射性，因此 除避免与它们直接接触外，
应尽量少食用经煤炭直接烘烤的食物，注意室内 通风
排气。
工业放射性图标
课堂小结
1、放射性元素自发放出的三种射线分别是：α射线、β射线和 γ射线。其中射线是带正电的高能氦核流；射线是带负电的高能电子流；射线是电中性的高能电磁波。
2、射线具有高能量，能贯穿物体。穿透力由强到弱是γ射线、β射线、α射线。
3、原子核在转变过程中所释放的能，叫做核能。
4、释放核能的途径有重核裂变和轻核聚变。
5、利用重核裂变可制成原子弹，利用轻核聚变可制成氢弹。目前，核电站所采用的都是可控的重核裂变技术。
6、核电站的核心是核反应堆。
7、核电站中能量的转化：核能→热能→机械能→电能
课堂小练
1、下列关于核能的说法中正确的是（ ）
A. 物质由原子、分子组成，任何原子内都有原子核，所以利用任何物质都能获得核能
B. 当原子核内部发生变化时会释放出巨大的能量，核裂变和核聚变是获得核能的两种方式
C. 核反应堆是原子核裂变时，在短时间内释放大量核能的装置
D. 自然界不会自发产生核聚变
B
课堂小练
2、下列关于核能的说法正确的是（ ）
A．核能是可再生能源
B．核电的优点是安全、清洁、无废料
C．人类还没有完全掌握人工控制核聚变技术
D．原子弹具有巨大的爆炸破坏性，无其他危害
C
课堂小练
3、关于核能，下列说法中错误的是（ ）
A．核电站使用过的核燃料称为核废料，核废料不具有放射性
B．目前人类获得核能有两条途径，即裂变和聚变
C．核能属不可再生能源
D．核发电是利用核的裂变来实现的
A
课堂小练
4、关于能源的利用，下列说法正确的是（ ）
A．大量使用石油产品会造成大气污染，应该停止开采石油
B．和平利用核能特别要注意防止核泄漏，以免造成环境污染
C．修筑拦河坝建造水电站利用水能发电，有百利而无一害
D．天燃气是一种清洁能源，人类可以无穷无尽地开发
B
课堂小练
5、尽管日本福岛核电站发生了严重的核泄漏事故，但人们不会因此停下和平利用核能发电为人类造福的脚步。关于现已建成的核电站，下列说法正确的是（ ）
A．核电站发电是利用核聚变原理
B．核电站发电是利用核裂变原理
C．核反应堆工作时直接将核能转化为电能
D．核反应堆的链式反应速度是不可控的
B
课堂小练
6、原子弹和核电站的根本区别是（ ）
A．核电站利用聚变，原子弹利用核裂变
B．核电站利用核裂变，原子弹利用核聚变
C．核电站控制裂变的链式反应速度，原子弹对裂变的链式反应速度不加控制
D．核电站控制聚变的链式反应速度，原子弹对聚变的链式反应速度不加控制
C
课堂小练
7、以下对于核能的理解正确的是( )
A．核电站利用的是核聚变释放的能量
B．核能是再生能源
C．马上停止核能的开发和利用
D．检查核设施防止核泄漏
D
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华师大版九下6.3 核能的开发和放射性防护 学案
[预习案]
1、放射性是指能够 的元素的一种特性。常见的具有放射性的元素有 等。
2、三种常见的放射线： 射线、 射线和 射线；其中惯穿能力最强的是 射线，最弱的是 射线。
3、核能是指 在转变过程中所释放出来的能。
4、获取核能的两条途径是： 和 ；
5、重核裂变是先是由德国科学家 等人发现的：用 轰击铀核时，发现铀核吸收中子后， 成了两个中等质量的 （氪－92和钡－141），同时释放出巨大的 。人们把这个现象叫做重核的裂变。
6、后来科学家们又用证明了，重核裂变时还会放出 ，中子又击中另外的 核，铀核又会分裂并产生中子出来击中别的铀核……这样被击中的铀核越来越多，释放的 也越来越多，这种链锁式的铀核裂变反应被称为链式反应。
7、如果原子核裂变的链式反应 ，形成雪崩式的裂变反应，在短时间内放出巨大的 ，就会发生猛烈的 ，原子弹就是应用这一原理制成的。
8、核电站的核心是 ；主要是对 的数量及能量加以控制，使原子核裂变反应 地进行。核电站就是利用 发电的。这也是核能的一种 利用。
9、轻核聚变：较轻的原子核在 条件下能结合成较重的原子核时，也能释放出比原子弹更大的核能。所以轻核聚变也称为 反应。 内部也在进行着这种聚变反应，并向外源源不断地辐射出巨大的能量。
10、氢弹是利用 原理制造出来的，目前人们 利用轻核聚变来发电。
11、核电站是利用核反应堆是可控制的 ；主要控制 ；核反应堆中的核燃料一般是 ；核裂变产生的能量由 导出。为防止核反应堆中的放射线被水流带出，故核电站中除了设置 个循环的水回路，并且用混凝土作防外围的护墙。
12、核电站工作时的能量转化：核反应堆中的 能→高温高压的水蒸气的 能→蒸汽机的 能→发电机的 能。
[练习案]
1、下列关于原子核聚变的说法不正确的是（ ）
A.任何两个原子核都可以发生聚变 B.原子核必须在超高温下才能发生聚变
C.大量的氢原子核聚变时释放出惊人的能量 D.目前人类还不能有效控制原子核聚变
2、下列关于核能的说清错误的是（ ）
A.核电站是利用核能来发电的 B.核反应堆中发生的是链式反应
C.核电站发生泄漏时会对人和生物造成伤害 D.核废料不会对环境造成污染
3、下列对原子弹和氢弹的说法正确的是（ ）
A.核反应堆中发生的链式反应是不可控制的 B.核能只能用来制造原子弹和氢弹
C.用混凝土封存核反应堆是防止核泄漏的方法之一 D.氢弹爆炸是利用核裂变放出巨大能量的
4、下列关于核电站的说法错误的是（ ）
A.能量转化过程：核能→内能→机械能→电能 B.核反应堆中发生的是不可控的链式反应
C.核燃料也会对环境造成污染 D.核电站应加强核泄漏的防护
5、核电站建成的关键是（ ）
A.能有效控制核反应 B.核反应产生大量的热
C.原子可以重新组合成新的分子 D.核反应放出的射线对人畜无害
6、下列是核电站工作流程图，关于各装置的能量转化，正确的是（ ）
核反应堆→蒸汽轮机→发电机→应用：电采暖
A.核反应堆：核能转化为机械能 B.蒸汽轮机：机械能转化为内能
C.发电机：机械能转化为电能 D.应用：电能转化为机械能
7、电影《流浪地球》中涉及许多我们学过的科学知识，以下观点正确的是（ ）
A.在太阳内部，发生核裂变产生光和热
B.地球发动机喷射燃气推动地球前进，说明物体力的作用是相互的
C.关闭地球发动机后地球仍级向前运动，这是由于受到惯性的作用
D.开启地球发动机使地球加速前进的过程中机械能守恒
[参考答案]
预习部分答案：
1、自发地放出放射线 铀、镭、钋等（合理均可）
2、α β γ γ α
3、原子核
4、重核裂变 轻核聚变
5、 哈恩 中子 分裂 原子核 能量
6、中子 铀 能量
7、不加限制 能量 爆炸
8、核反应堆 中子 连续而缓慢 和平 核反应堆提供的能量
9、高温高压 热核 太阳
10、轻核聚变 还不能
11、重核裂变 中子的数量和能量 低浓度铀或天然铀 循环流动的水流 两
12、核 内（热） 机械 电
练习部分答案：
1、A 2、D 3、C 4、B 5、A 6、C 7、B
21清风明月
